3.2 Alternativas de Representação
4.2.4 Geo-objetos para Geo-campos
Como no caso anterior, a transformação de uma classe de geo-objetos em um geo-campo é se-manticamente complicada. Seria necessário passar de uma representação discreta, e portanto restrita a parte do espaço modelado, para outra que assume um valor em cada ponto. De modo geral, não existe informação suficiente para que a transformação aconteça. A exceção é a possibilidade de uso do diagrama de Voronoi para dividir o espaço modelado em polígonos adjacentes, cada qual correspondendo à “área de influência” de um ponto ou nó de rede da representação original.
Existe referência na literatura à possibilidade de construção de diagramas de Voronoi ou de triangulações de Delaunay sujeitas a algumas restrições, em especial a predefinição de arestas entre locais. Essas arestas podem corresponder a segmentos pertencentes à representação ge-ométrica de linhas e polígonos, por exemplo. Com esse recurso, pode-se desenvolver diagra-mas de Voronoi em que os locais são bidimensionais, e triangulações restritas (conhecidas
como Constrained Delaunay Triangulations, CDT [JBW95]) que procuram manter as
pro-priedades das estruturas de Voronoi e Delaunay originais. A Tabela 4.4 apresenta as combinações possíveis.
Tabela 4.4 - Transformações de geo-objetos para geo-campos De Iso lin h a s Tessel ação Amo s tr a s TI N S ubdi vi são pl anar
Ponto - - - - Diagrama de Voronoi (G)
Linha - - -
-Diagrama de Voronoi para linhas
(G) Polígono - - - -Diagrama de Voronoi para polígonos (G) Arco unidirecional - - - -Diagrama de Voronoi para linhas
(G)
Arco bidirecional - - -
-Diagrama de Voronoi para linhas
(G)
Nó de rede - - - - Diagrama de
Voronoi (G) Legenda: AE - Operador de análise espacial
GC - Operador de generalização cartográfica G - Operador geométrico
A - Operador auxiliar
Para
4.3 Múltiplas Apresentações e Operações TA
As operações de transformação para apresentação são realizadas principalmente para usar a capacidade de assimilação inerente ao sistema visual humano para melhorar a compreensão do conteúdo do banco de dados. Assim, as operações TA envolvem principalmente funções liga-das à escolha de atributos gráficos mais convenientes para os objetos e campos, e também ope-rações de generalização cartográfica mais voltadas para a saída, como deslocamento, exagero, destaque, refinamento e simbolização.
Um exemplo de operação TA ocorre quando a aplicação exige a visualização de municípios como pontos, adotando uma convenção para apresentá-los segundo faixas de população. Como não há redução do nível de detalhamento (todos os municípios são apresentados) nem de forma de representação (continua sendo por pontos), tal transformação apenas executa a mudança dos atributos gráficos dos objetos, tornando-a adequada à finalidade de apresentação em um mapa ou na tela do computador.
Diversas operações TA são implementadas e estão presentes corriqueiramente nos SIG comer-ciais. Alguns recursos, tais como a possibilidade de variação da simbologia com base em algum atributo ou na escala de visualização, apenas estão disponíveis em SIG mais avançados. Além
destes recursos básicos, as operações TA incluem outros mecanismos de transformação, ligados aos operadores de generalização cartográfica mais complexos, como exagero e deslocamento. Considerando a finalidade da transformação, as operações TA podem ser divididas em grupos:
• escolha de atributos gráficos específicos (especificação de estilo e tamanho de símbolo, cor,
tipo e espessura de traço, padrão e cor de preenchimento, pseudocoloração, e outros);
• determinação da aparência gráfica com base em alguma característica ou atributo do objeto
(classificação ou simbolização);
• alteração da forma gráfica do objeto, visando evitar conflitos visuais com outros objetos que
farão parte de uma apresentação (deslocamento);
• alteração da forma gráfica do objeto, visando torná-lo mais visível ou mais destacado na
apresentação (destaque ou exagero).
A Tabela 4.5 apresenta a aplicabilidade destes grupos de operações às onze alternativas de re-presentação que vêm sendo trabalhadas neste capítulo. Observe-se que, de modo geral, todas as alternativas de representação podem ser submetidas à simples seleção de atributos gráficos, inclusive as relativas a geo-campos. Também a classificação e a simbolização podem ser aplica-das a toaplica-das as alternativas de representação. No caso aplica-das operações envolvendo deslocamento, destaque e exagero, nem sempre é possível aplicar os operadores. Por definição, o operador de destaque só se aplica a representações 0-D, o operador de deslocamento não se aplica a geo-campos, e o operador de exagero só faz sentido se aplicado sobre representações 1-D e 2-D de geo-objetos.
Tabela 4.5 - Aplicabilidade das operações TA a cada tipo de representação Representação Escolha de atributos gráficos Classificação e
simbolização Deslocamento Destaque Exagero
Ponto ✔ ✔ ✔ ✔ Linha ✔ ✔ ✔ ✔ Polígono ✔ ✔ ✔ ✔ Arco unidirecional ✔ ✔ ✔ ✔ Arco bidirecional ✔ ✔ ✔ ✔ Nó de rede ✔ ✔ ✔ ✔ Isolinhas ✔ ✔ Tesselação ✔ ✔ Amostras ✔ ✔ ✔ ✔ TIN ✔ ✔ Polígonos adjacentes ✔ ✔
4.4 Aplicação dos Operadores a Operações TR ou TA
Considerando o grupo de operadores apresentado até o momento e referenciado nas Tabelas 4.1 a 4.5, foi construída a Tabela 4.6, onde cada operador tem sua descrição no texto identifi-cada. Também foram incluídas referências a seções básicas, onde algoritmos fundamentais para a implementação do operador foram apresentados.
Observe-se que o único operador com aplicações tanto em operações TR quanto em operações TA é o de classificação. Na realidade, quando os grupos de objetos resultantes da classificação são agrupados de forma a materializar outra representação, tem-se uma operação TR. Quando a classificação é realizada apenas com o objetivo de produzir uma nova aparência visual, sem a criação de outra representação a partir dos grupos, tem-se uma operação TA.
Tabela 4.6 - Aplicabilidade de operadores em operações TR ou TA
Operador Tipo Uso em
TR
Uso em TA
Abandonar direção A ✔
Eliminação de nós desnecessários e fusão de arcos A ✔
Escolha de atributos gráficos A ✔
Superposição A ✔ Análise de superfícies AE ✔ Classificação AE ✔ ✔ Interpolação espacial AE ✔ Pseudocoloração AE ✔ Rasterização AE ✔ Reamostragem AE ✔ Seleção AE ✔ Simbolização AE ✔ Vetorização AE ✔ Construção de buffers G ✔ Determinação de centróide G ✔ Diagrama de Voronoi G ✔ Esqueletização G ✔ Fecho convexo G ✔ Geração de isolinhas G ✔ Triangulação de Delaunay G ✔ Triangulação de polígonos G ✔ Agregação GC ✔ Colapso GC ✔ Combinação GC ✔ Deslocamento GC ✔ Destaque GC ✔ Exagero GC ✔ Fusão GC ✔ Refinamento GC ✔ Simplificação GC ✔ Suavização GC ✔
A - operador auxiliar; AE - operador de análise espacial;
4.5 Conclusão
Analisando todas as possibilidades de transformação, observa-se que é razoável admitir que um SIG qualquer, complementado por um conjunto abrangente de operadores, é capaz de ofere-cer recursos para a implementação de múltiplas representações e múltiplas apresentações. Com esses recursos, é possível promover uma maior integração e um nível mais elevado de compartilhamento de dados entre aplicações geográficas distintas, reduzindo a redundância de esforços na obtenção e manutenção de classes de objetos geográficos.
A definição da lista de operadores incluída em cada situação analisada teve como pressuposto que a transformação deveria se processar sem a ajuda de informação externa ao problema, ou seja, o operador deveria ser capaz de produzir a representação transformada ou a apresenta-ção sem precisar consultar outros objetos ou realizar qualquer tipo de análise. Caso essa restri-ção seja relaxada, pode-se chegar a uma lista de operadores ainda mais abrangente que a pro-posta, porém será necessário definir critérios para a especificação do processo que leva à ob-tenção da informação externa. Por exemplo, pode-se propor a transformação de uma classe representada por linhas em uma classe de arcos unidirecionais, atribuindo uma direção a cada linha. Uma especificação adicional precisaria definir o critério para a atribuição de direção, por exemplo, “no sentido da declividade do terreno”. Portanto, a direção só poderia ser definida com a ajuda de alguma informação adicional (em relação à classe de linhas original) que indi-casse essa declividade, como um modelo digital do terreno. Esse tipo de operação não constitui uma transformação para representação, de acordo com a definição proposta, mas pode ser es-pecificada para implementação em um SIG, se necessário.
O Capítulo 5, a seguir, apresenta recursos para que aspectos importantes da modelagem de dados ligados a múltiplas representações e múltiplas apresentações sejam levados em conside-ração no projeto das aplicações geográficas.
5.1 Introdução
Conforme apresentado no Capítulo 2, o modelo OMT-G propõe uma série de primitivas que permitem construir o diagrama de classes de aplicações geográficas, no qual são especificadas as classes envolvidas no problema, juntamente com suas representações básicas e seus relacio-namentos. A partir do diagrama de classes, é possível produzir um conjunto de restrições de integridade espacial que precisam ser implementadas pela aplicação ou pelo banco de dados geográfico utilizado.
Quando o diagrama de classes indica a necessidade de múltiplas representações de alguma classe, ou quando a aplicação envolve a derivação de alguma classe a partir de outras,
propõe-se a criação de um diagrama de transformação. Nesse diagrama, todos os processos de
trans-formação de dados podem ser especificados, permitindo a identificação de quaisquer métodos que sejam necessários para a implementação. Assim como o diagrama de classes, o diagrama de transformação também pertence ao nível de representação, uma vez que especifica trans-formações entre representações.
Além do diagrama de classes, propõe-se a criação de um diagrama de apresentação, onde são
especificadas as diretrizes para a visualização de qualquer representação prevista no diagrama de classes, usando os recursos do SIG subjacente. Cada classe pode ter várias apresentações, cada qual adequada para uma determinada finalidade de uso – de maneira análoga à definição da cartografia para os mapas em papel.
As primitivas para criação de diagramas de transformação e diagramas de apresentação são introduzidas nas próximas seções.